番茄紅素(lycopene)是一種天然植物色素,為類胡蘿卜素中的一種。1875年,Millardet從西紅柿中提取到了番茄紅素; 1903年, Schunck發(fā)現(xiàn)其不同于從胡蘿卜中提取的胡蘿卜素,將其命名為lycopene。番茄紅素屬于烴類,分子式為C40H56,分子量為536.85,純品為針狀深紅色晶體,不溶于水,難溶于甲醇、乙醇,可溶于乙醚、石油醚、乙烷和丙酮,易溶于氯仿、二硫化碳、苯等有機溶劑。影響番茄紅素穩(wěn)定性的因素有氧、光、熱、酸、金屬離子、氧化劑和抗氧化劑等。日光照射、紫外線、Fe3+、Cu2+對番茄紅素的破壞很大,其降解程度因環(huán)境變化而有所不同。番茄紅素對酸(pH)不穩(wěn)定,對堿穩(wěn)定。在常溫下,番茄紅素很穩(wěn)定,但較高的溫度(>60℃)會導致番茄紅素油脂的顏色變淺。
番茄紅素結構呈直鏈狀,由于沒有β-胡蘿卜素那樣的β-芷香環(huán)結構,不具有維生素A原活性。但是,番茄紅素具有11個連續(xù)的共軛雙鍵,因此具有極佳的自由基結合能力,是目前自然界中發(fā)現(xiàn)的最強的抗氧化劑之一。番茄紅素是類胡蘿卜素中最有效的單線態(tài)氧滅活劑,可以通過物理或化學方式來淬滅單線態(tài)氧,其抗氧化能力是β-胡蘿卜素的2倍,其淬滅單線態(tài)氧的速率常數(shù)是維生素E的100倍。
近年來,大量的動物實驗和流行病學研究發(fā)現(xiàn)番茄紅素具有很強的抗腫瘤作用,特別是對前列腺癌、消化道癌癥等。研究發(fā)現(xiàn),番茄紅素攝入水平或血漿濃度與肺癌、胃癌、結腸癌、胰腺癌、膀胱癌、乳腺癌、宮頸癌等發(fā)生危險性也呈負相關。番茄紅素還可以調節(jié)膽固醇的代謝,降低血漿中的低密度脂蛋白含量,使發(fā)生動脈粥樣硬化的危險性降低,預防心血管疾病。番茄紅素還可預防氧自由基引發(fā)的視網(wǎng)膜黃斑病變,對視網(wǎng)膜色斑退化引起的視力下降和失明可能有保護作用。此外,番茄紅素還可保護皮膚免受紫外線引起的損傷,減少皮膚因日光照射而產生紅斑的面積和程度。
人類和動物體內不能合成番茄紅素,只能從膳食中獲取。番茄紅素主要分布于成熟的紅色水果和蔬菜,如番茄、西瓜、番石榴、木瓜、杏、葡萄、草莓、苦瓜籽、蘿卜、胡蘿卜、紅肉臍橙、紅色葡萄袖等,其中含量最高的是番茄,每100g中可達0.2~20mg,并且成熟度越高,番茄紅素含量也越高。番茄紅素含量因番茄的品種、顏色、成熟度、甜度、季節(jié)生長環(huán)境不同而異。一般來說,番茄顏色越紅番茄紅素含量越高,黃色的番茄含量很少,每100g僅含0.3mg,紅色的番茄含量較高,一般每100g含2~3mg,最高達到20mg。成熟番茄的番茄紅素含量高于未成熟和半成熟的青色番茄,越不甜的番茄番茄紅素含量越高,夏天室外種植的番茄番茄紅素含量比較冬季溫室大棚里種植的高。
天然果實中番茄紅素的含量很低,一個成年人一天需要攝入1~2kg番茄或者胡蘿卜才能滿足正常的生理需要。因此,推薦番茄制品,如番茄汁、番茄醬、番茄湯等作為番茄紅素的良好膳食來源。雖然不同番茄制品來源的番茄紅素的生物利用度還不完全清楚,但是已經知道來源于番茄制品的番茄紅素的生物利用度比未加工番茄要高。因為生食時番茄紅素的吸收率很低,破碎細胞壁后番茄紅素才能被釋放出來,同時烹調時膳食脂質的存在和熱誘導處理可使全反,式向順式異構體轉變,不僅能促進番茄紅素的釋放,還使其容易被人體吸收。同時,番茄紅素的生物利用度也會受到其它類胡蘿卜素存在的影響,當番茄紅素和β-胡蘿卜素一起攝人時的生物利用度會比單獨攝入時顯著提高。